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?譯者 | 趙青窕

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審校 | 孫淑娟

基于JPA實(shí)體定義的DDL生成器是許多開發(fā)人員的日常任務(wù)。在大多數(shù)情況下，我們使用Hibernate內(nèi)置生成器或JPA Buddy插件等工具，這些工具會(huì)簡化我們的工作，但也有例外，當(dāng)涉及到在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)時(shí)，情況會(huì)變得有點(diǎn)復(fù)雜。

用例：存儲(chǔ)文檔

假設(shè)需要在PostgreSQL數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)一個(gè)非空的文檔對(duì)象。JPA實(shí)體代碼如下所示:

Java：
@Entity  
@Table(name = "document")  
public class Document {  
   @Id  
   @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)  
   @Column(name = "id", nullable = false)  
   private Long id;  
 
   @Column(name = "date_created", nullable = false)  
   private LocalDateTime dateCreated;  
 
   @Column(name = "doc_txt")  
   private String docText;  
   
   //Getters and setters omitted for brevity  
}  

問題是：如果我們需要存儲(chǔ)非常長的文檔文本怎么辦?在Java中，字符串?dāng)?shù)據(jù)類型可以保存大約2Gb的文本數(shù)據(jù)，但是對(duì)于上面的模型，表的列(table column)大小將被限制為255個(gè)字符。那么，我們應(yīng)該改變什么呢?

方法1：使用LOB存儲(chǔ)

在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，存在一種用于存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)的特定數(shù)據(jù)類型:LOB(Large OBject)。一旦需要在數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)大型文本，我們就可以開始定義LOB列。我們需要做的就是用@Lob注釋標(biāo)記docText屬性。

Java：
@Lob   
@Column(name = "doc_txt")   
private String docText;  

讓我們使用Hibernate為表生成DDL，以映射“Document”實(shí)體。SQL將是:

SQL：
create table document ( 
    id int8 generated by default as identity, 
    date_created timestamp not null, 
    doc_txt oid, 
    primary key (id) 
);

可以看到，doc_text列的數(shù)據(jù)類型是oid。它是什么?在文檔中有如下說明:

PostgreSQL提供了兩種不同的方式來存儲(chǔ)二進(jìn)制數(shù)據(jù)。二進(jìn)制數(shù)據(jù)可以使用數(shù)據(jù)類型BYTEA或使用Large Object特性存儲(chǔ)在表中，該特性以特殊格式將二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單獨(dú)的表中，并通過在表中存儲(chǔ)OID類型的值來引用該表。

在我們的例子中，第二種方式是有效的。這個(gè)單獨(dú)的表名為pg_largeobject，它存儲(chǔ)分成“頁”的數(shù)據(jù)，通常每個(gè)頁2kb，如文檔中所述。

因此，Hibernate將大型文本作為二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單獨(dú)的表中。這是否意味著我們應(yīng)該在選擇數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行額外的連接或在保存數(shù)據(jù)時(shí)進(jìn)行額外的插入操作?讓我們啟用SQL日志記錄，創(chuàng)建Document實(shí)體并使用Spring Data JPA將其保存到數(shù)據(jù)庫中。

Java：
Document doc = new Document();   
doc.setDateCreated(LocalDateTime.of(2020, 1, 1, 10, 10));   
doc.setDocText("This is the doc text");   
Document saved = documentRepository.save(doc);

Hibernate會(huì)在控制臺(tái)中顯示一個(gè)普通的SQL插入:

SQL：
insert  
into 
    document 
    (date_created, doc_txt)  
values 
    (?, ?)

現(xiàn)在，我們可以通過在控制臺(tái)中執(zhí)行以下SQL語句來檢查數(shù)據(jù)是否被正確存儲(chǔ):

SQL:
select * from document

我們將看到上述命令的結(jié)果應(yīng)該與下表類似:

id	data_created	doc_txt
1	2020-01-01 10:10:00	76388

我們?cè)谶@個(gè)表中看不到文檔文本，只是對(duì)大對(duì)象存儲(chǔ)中的對(duì)象的一個(gè)引用。讓我們檢查pg_largeobject表:

SQL
select * from pg_largeobject where loid=76338

此時(shí)，就可以看到文檔文本了。

loid	pageno	data
76388	0	This is the doc text

因此，Hibernate在幕后自動(dòng)將數(shù)據(jù)保存到兩個(gè)表中?，F(xiàn)在，我們可以嘗試使用Spring data JPA獲取文檔數(shù)據(jù):

Java
documentRepository.findById(1L).ifPresent(d -> System.out.println(d.getDocText()));   

我們可以在控制臺(tái)中看到以下SQL語句:

SQL
select   
   document0_.id as id1_0_0_,   
   document0_.date_created as date_cre2_0_0_,   
   document0_.doc_txt as doc_txt3_0_0_    
from   
   document document0_    
where   
   document0_.id=?   

輸出應(yīng)符合下面的預(yù)期：

Plain Text
This is the doc text

Hibernate從pg_largeobject表中選擇數(shù)據(jù)。讓我們嘗試使用JPQL來執(zhí)行相同的查詢。為此，我們創(chuàng)建了一個(gè)附加的Spring Data JPA存儲(chǔ)庫方法并調(diào)用它:

Java
//repository   
@Query("select d from Document d where d.id = ?1")   
Optional findByIdIs(Long id); 
//... 
//invocation 
documentRepository.findByIdIs(1L).ifPresent(d -> System.out.println(d.getDocText()));

這種方式將無法完成我們的預(yù)期工作：

Plain text
org.springframework.orm.jpa.JpaSystemException: Unable to access lob stream   
…   
Caused by: org.hibernate.HibernateException: Unable to access lob stream   
…   
Caused by: org.postgresql.util.PSQLException: Large Objects may not be used in auto-commit mode.  

Hibernate執(zhí)行額外的數(shù)據(jù)庫讀取來獲取LOB數(shù)據(jù)。在auto-commit模式下，此讀取將在單獨(dú)的事務(wù)中執(zhí)行。PostgreSQL驅(qū)動(dòng)程序顯式地禁止它，如上面的錯(cuò)誤消息所示。為了解決這個(gè)問題，我們需要在一個(gè)事務(wù)中執(zhí)行這樣的查詢，或者禁用auto-commit模式。

“CrudRepository”中的Spring Data JPA方法，如findById()和findAll()，默認(rèn)情況下在一個(gè)事務(wù)中執(zhí)行。這就是為什么在第一個(gè)例子中一切正常的原因。當(dāng)我們使用Spring Data JPA查詢方法或JPQL查詢時(shí)，我們必須像下面的示例那樣顯式地使用@Transactional。

Java
@Transactional 
@Query("select d from Document d where d.id = ?1")   
Optional findByIdIs(Long id); 

@Transactional 
List findByDateCreatedIsBefore(LocalDateTime dateCreated);

但是禁用auto-commit模式似乎比使用@Transactional注釋更可取。例如，為了在Spring Boot中實(shí)現(xiàn)默認(rèn)的連接池(HikariCP)，我們需要設(shè)置spring.datasource.hikari.auto-commit屬性為false。

將文本存儲(chǔ)在單獨(dú)的表中可能會(huì)導(dǎo)致其他問題。讓我們添加一個(gè)存儲(chǔ)庫方法，使用LIKE子句為docText字段選擇文檔:

Java
@Transactional   
List findByDocTextLike(String text);

該方法將生成以下查詢:

SQL
select   
   document0_.id as id1_0_,   
   document0_.date_created as date_cre2_0_,   
   document0_.doc_txt as doc_txt3_0_    
from   
   document document0_    
where   
   document0_.doc_txt like ? escape ?

這個(gè)查詢將會(huì)失敗，錯(cuò)誤如下:

Plain Text
org.springframework.dao.InvalidDataAccessResourceUsageException: could not extract ResultSet; SQL [n/a];    
…   
Caused by: org.postgresql.util.PSQLException: ERROR: function pg_catalog.like_escape(bigint, character varying) does not exist   
Hint: No function matches the given name and argument types. You might need to add explicit type casts.  

Hibernate無法生成正確的SQL來處理LOB文本列的LIKE子句。對(duì)于這種情況，我們可以使用nativequery。在這個(gè)查詢中，我們必須從LOB存儲(chǔ)中獲取文本數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為字符串格式。之后，我們可以在LIKE子句中使用它(不要忘記' @Transactional '):

Java
@Query(value = "select * from document d " +   
       "where convert_from(lo_get(doc_txt), 'UTF-8') like '%'||?1||'%'", nativeQuery = true)   
@Transactional   
List findByDocTextLike(String text);

現(xiàn)在一切都工作正常。請(qǐng)記住，nativequery可能與其他RDBMS不兼容，并且不會(huì)在運(yùn)行時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。只有在絕對(duì)必要的時(shí)候才使用。

總結(jié)：采用LOB來存儲(chǔ)

在PostgreSQL中將大型文本存儲(chǔ)為LOB對(duì)象的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么呢?

優(yōu)點(diǎn):

• PostgreSQL為LOB對(duì)象使用了優(yōu)化的存儲(chǔ)方式；
• 可以存儲(chǔ)多達(dá)4Gb的文本。

缺點(diǎn):

• WHERE子句中的一些函數(shù)(LIKE、SUBSTRING等)在Hibernate中不能用于LOB文本列。對(duì)此，我們需要使用nativeQuery；
• 要使用JPQL或Spring Data JPA存儲(chǔ)庫查詢方法獲取文本，我們必須對(duì)存儲(chǔ)庫方法使用@Transactional注釋或禁用auto-commit模式。

這里有一個(gè)問題：為什么不直接將文本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在表中？我們也來討論一下這種方式。

方式2：Column Re-Definition

PostgreSQL允許我們將長文本數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在特定數(shù)據(jù)類型(TEXT)的列中。我們可以在注釋中指定列定義。

Java
@Column(name = "doc_txt", columnDefinition = "text")   
private String docText;

這使我們能夠以“通常”的方式處理長文本。沒有事務(wù)，native query和JPQL按照預(yù)期工作。與LOB類型相比，有一個(gè)限制是可存儲(chǔ)的最長字符串約為1GB。

當(dāng)長度小于4GB時(shí)，可以使用LOB，但對(duì)于大多數(shù)用例來說已經(jīng)足夠長了。

這里唯一的問題是硬編碼的列定義(hardcoded column definition)。為了克服這個(gè)問題，我們可以在Hibernate 5中使用注釋@Type和轉(zhuǎn)換器org.hibernate.type.TextType。它比前面的列定義有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)：它不是特定于供應(yīng)商的(vendor-specific)。

Java
@Type(type = "org.hibernate.type.TextType")   
@Column(name = "doc_txt")   
private String docText;

在Hibernate 6中，org.hibernate.type.TextType類被刪除了。為了定義存儲(chǔ)長文本的列，我們可以這樣定義屬性:

Java
@Column(name = "doc_txt", length = Length.LOB_DEFAULT)   
private String docText;

這將在數(shù)據(jù)庫中給出以下列定義:doc_txt varchar(1048576)。它不是TEXT類型，但仍然可以在表中存儲(chǔ)大約1Gb的文本。它是PostgreSQL中最大的字符串。

在Hibernate 6中，我們可以按照下面的方式定義docText屬性來生成一個(gè)包含TEXT數(shù)據(jù)類型的列:

Java
@JdbcTypeCode(SqlTypes.LONG32VARCHAR)   
@Column(name = "doc_txt")   
private String docText;

不幸的是，自2022年6月開始，Hibernate 6無法從表中獲取數(shù)據(jù)。它生成TEXT類型的正確表和列定義。將數(shù)據(jù)從doc_txt列提取到實(shí)體屬性將會(huì)失敗。錯(cuò)誤文本如下所示:

Plain Text
Unknown wrap conversion requested: [B to java.lang.String : `org.hibernate.type.descriptor.java.StringJavaType` (java.lang.String)

因此，在text /VARCHAR列中存儲(chǔ)長文本帶來的問題較少。事務(wù)、LIKE條件等沒有問題。唯一的缺點(diǎn)就是存儲(chǔ)大小最多是1Gb。還有其他注意事項(xiàng)嗎?

如果我們?cè)跀?shù)據(jù)庫中使用TEXT列類型和@Lob注釋，可能會(huì)出現(xiàn)問題。讓我們看看它是如何工作的。首先，讓我們創(chuàng)建一個(gè)表文檔，并向其中插入一些數(shù)據(jù):

SQL
create table document ( 
    id int8 generated by default as identity, 
    date_created timestamp not null, 
    doc_txt text, 
    primary key (id) 
);   
  
insert into document (id, date_created, doc_txt) values (1, '2021-10-10', 'This is the document text number 1');

我們將使用帶有@Lob列的文檔實(shí)體定義:

Java
@Entity   
@Table(name = "document")   
public class Document {   
   @Id   
   @GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)   
   @Column(name = "id", nullable = false)   
   private Long id;   
  
   @Column(name = "date_created", nullable = false)   
   private LocalDateTime dateCreated;   
  
   @Lob   
   @Column(name = "doc_txt")   
   private String docText;   
  
   //Getters and setters omitted for brevity   
}

文檔獲取的代碼將是相同的:

Java
documentRepository.findById(1L).ifPresent(d -> System.out.println(d.getDocText()));

如果我們嘗試執(zhí)行這個(gè)repository方法，將會(huì)看到下面的結(jié)果:

Plain Text
java.lang.IllegalStateException: Failed to execute Application   
…  
Caused by: org.hibernate.exception.DataException: could not execute query   
…   
Caused by: org.postgresql.util.PSQLException: Bad value for type long: This is the document text number 1   
…   

我們可以看到，Hibernate處理@Lob屬性值作為對(duì)LOB對(duì)象數(shù)據(jù)的引用。數(shù)據(jù)庫表中的TEXT列類型不影響此行為。

那保存數(shù)據(jù)呢？讓我們先清空表，嘗試保存帶有@Lob字段的文檔實(shí)體，并使用Spring Data JPA獲取它。下面是對(duì)應(yīng)的代碼：

Java
//Saving 
Document doc = new Document();   
doc.setDateCreated(LocalDateTime.now());   
doc.setDocText("This is another text document");   
documentRepository.save(doc);  
... 
//Fetching 
documentRepository.findAll().forEach(d -> System.out.println(d.getDocText));   
... 
//Result 
This is another text document

因此，看起來帶有@Lob屬性的實(shí)體似乎可以處理TEXT列。在數(shù)據(jù)庫表中，我們會(huì)看到熟悉的畫面:

id	data_created	doc_txt
1	2022-06-16 15:28:26.751041	76388

loid	pageno	data
76388	0	This is another text document

如果我們使用SQL將文檔數(shù)據(jù)插入到表中，然后選擇數(shù)據(jù)，我們將得到以下結(jié)果:

SQL
insert into document (date_created, doc_txt) values ('2021-10-10', 'This is the document text'); 

select * from document;

id	data_created	doc_txt
1	2022-06-16 15:28:26.751041	76388
2	2021-10-10 00:00:00	This is the document text

現(xiàn)在我們不能使用Spring data JPA從數(shù)據(jù)庫中選擇數(shù)據(jù)。當(dāng)選擇第二行時(shí)，應(yīng)用程序?qū)⒁蝾愋娃D(zhuǎn)換錯(cuò)誤而崩潰。

讓我們將@Type注釋添加到屬性中…

Java
@Lob   
@Type(type = "org.hibernate.type.TextType")   
@Column(name = "doc_txt")   
private String docText;

并嘗試將文檔的文本數(shù)據(jù)打印到應(yīng)用程序控制臺(tái)。

Java
documentRepository.findAll().forEach(d -> System.out.println(d.getDocText)); 

我們將會(huì)看到下面的輸出信息：

Hibernate: select document0_.id as id1_0_, document0_.date_created as date_cre2_0_, document0_.text as text3_0_ from document document0_   
  
76388   
This is the document text 

使用@Type注釋，我們可以選擇數(shù)據(jù)，但是OID引用被轉(zhuǎn)換為文本，因此我們“丟失”了存儲(chǔ)在LOB存儲(chǔ)中的文本。

總結(jié)：在表中存儲(chǔ)長文本

那么，在數(shù)據(jù)庫中將長文本存儲(chǔ)為文本列的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么呢?

優(yōu)點(diǎn)：

• 查詢將會(huì)按照預(yù)期工作；不需要單獨(dú)的事務(wù)或nativequery。

缺點(diǎn)：

• 存儲(chǔ)大小限制為1Gb
• 混合使用@Lob屬性定義和TEXT列數(shù)據(jù)類型可能會(huì)導(dǎo)致意外結(jié)果。

總結(jié)：如何在PostgreSQL中存儲(chǔ)長文本

1.在大多數(shù)情況下，將長文本數(shù)據(jù)與其他實(shí)體數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)在同一個(gè)表中應(yīng)該沒問題。它將允許您使用Hibernate和SQL來操作數(shù)據(jù)。

• 在Hibernate 5中，使用@Type(type = "org.hibernate.type.TextType")注釋JPA實(shí)體屬性。
• 如果你使用Hibernate 6，使用@Column(name =…， length = length . lob_default)注釋用于列定義。
• 注意，使用這種方法時(shí)，存儲(chǔ)的文本不能超過1Gb。

2.如果您計(jì)劃存儲(chǔ)大量的字符數(shù)據(jù)(超過1Gb)，那么對(duì)JPA實(shí)體屬性使用@Lob注釋。Hibernate

將使用PostgreSQL來對(duì)大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化。在使用lob時(shí)，有幾件事需要考慮。

• 我們必須在一個(gè)事務(wù)中執(zhí)行JPQL查詢和Spring Data JPA查詢方法，或者顯式禁用auto-commit模式。
• 要在WHERE條件中使用LOB列，我們可能需要使用nativequery。

3.Hibernate文檔中有一個(gè)很好的建議：請(qǐng)不要僅僅因?yàn)槟阆胍粋€(gè)TEXT列就使用JPA的@Lob注釋。@Lob注釋的目的不是控制DDL的生成！因此，不要將@Lob實(shí)體屬性定義與TEXT列數(shù)據(jù)類型一起使用。

希望這些簡單的實(shí)用方法可以幫助你使用Hibernate在PostgreSQL中存儲(chǔ)文本數(shù)據(jù)時(shí)，避免一些不必要的問題。

譯者介紹

趙青窕，社區(qū)編輯，從事驅(qū)動(dòng)開發(fā)工作。

原文標(biāo)題：??How to Store Text in PostgreSQL: Tips, Tricks, and Traps???，作者：Andrey Belyaev?

當(dāng)前名稱：如何在PostgreSQL中存儲(chǔ)文本
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